居住建筑室内环境中细颗粒物不同来源的相对贡献研究

China faces serious atmospheric PM2.5 pollution. The continual heavily polluted days in the early 2013 has drawn the attention of the whole society. As modern people typically spend 85-90% of their day indoors, indoor environment is more closely related to human health than the atmosphere. Not only atmospheric PM2.5 can get indoors, various indoor PM2.5 sources can add to the pollution. The objective of this study is to understand how much different sources including outdoor-originating particles, indoor-emitted particles and indoor secondary organic aerosol contribute to indoor PM2.5 pollution and thus to guide the development of control strategy. This research intends to: a) perform filed measurements of the indoor and outdoor PM2.5 composition, the ozone and reactive organic gases concentrations in residential environments in Beijing, Shang Hai and Guangzhou; b) find the suitable tracer element for outdoor PM2.5; c) clarify the concentration of secondary organic aerosols in indoor environment; d) characterize the indoor PM2.5 sources in different households with field surveys; e) analyze the contributions of different sources to indoor PM2.5 pollution, and the application of the model in designing and evaluating different control strategies.

我国大气细颗粒物污染严重，2013年以来的连续雾霾天气已引起全社会对细颗粒物污染问题的关注。现代人85-90%的时间生活在室内，相较大气环境，室内环境与人们日常生活关系更密切，不仅大气中细颗粒物会进入室内，室内还同时存在各种产生细颗粒物的污染源。本课题旨在解析室内细颗粒物中室外细颗粒物穿透、室内源产生、室内气体反应生成等三种不同来源的贡献率，从而为合理地控制室内细颗粒物浓度水平提供理论支持。本课题主要研究内容为：选取北京、上海、广州三个典型城市为研究对象，进行居住建筑入户测试实验，同时监测室内外细颗粒物的成分及浓度、室内活性有机气体浓度、臭氧浓度，基于此寻找适合中国居住建筑室外PM2.5的示踪元素；明晰室内环境中二次有机气溶胶的浓度水平；收集并描述居住建筑室内PM2.5污染源在不同家庭的存在情况；解析我国居住建筑室内不同PM2.5污染来源的相对贡献，为室内细颗粒物污染防控奠定基础。

我国大气PM2.5污染严重，而现代人85-90%的时间生活在室内，相较大气环境，室内环境与人民健康关系更密切。不仅大气中的PM2.5会进入室内，室内还存在各种PM2.5的污染源。因此需要解析室内PM2.5中的不同来源及其贡献，从而制定针对性控制策略。依照项目计划书，完成的主要创新性工作如下：.（1）分别选取北京、上海、深圳的多个居住建筑，进行连续多天的室内采样测试。在室内人员正常活动下，同步测试室内外PM2.5的浓度及成分、室内O3浓度、ROGs浓度，并记录住户的开关窗状态及室内人员活动状况。采样结束后，进行样本分析，获得上述各种室内污染物的浓度及成分。.（2） 基于同步测试的室内PM2.5、O3和ROGs的浓度，利用二次有机气溶胶（SOA）反应模型，获得不同地区居住建筑室内SOA的污染水平，并对多种影响因素进行敏感性分析。结果表明，北京、上海和深圳地区SOA平均浓度分别为1.79±4.90、1.07±2.60、1.59±5.37µg/m3；中国室内SOA对室内PM2.5平均贡献为4.84%±10.29%，其中在87.62%的样本中室内SOA对室内PM2.5的贡献不足10%。 .（3）基于测试的室内外PM2.5浓度及成分特征，利用示踪元素判定标准和富集因子法，确定了适合中国居住建筑室外PM2.5的示踪元素。研究表明：Fe适合作为中国室外PM2.5的示踪元素，S不适合作为中国室外PM2.5的示踪元素。.（4）利用Fe元素作为示踪元素，分析中国室内PM2.5中室外源的平均贡献为68.0%±23.4%。同时，利用正交矩阵因子分解法对三个地区室内PM2.5进行来源解析，结果表明：三个地区室内PM2.5中室外源贡献在78.0%-84.1%之间，室内源贡献在15.9%-22.0%之间，与示踪元素法结果较为一致。基于室内PM2.5源解析结果以及调研的室内PM2.5源存在状况，确定了不同地区室内源产生的PM2.5浓度水平。.（5）基于室内PM2.5源解析结果，引入健康风险评估模型，评估了三个地区人群PM2.5暴露健康风险。研究表明：室内PM2.5暴露分别贡献了80%和90%以上的非致癌风险和致癌风险；室内PM2.5中来自室外的PM2.5对人群非致癌风险的贡献在80%以上，对致癌风险的贡献在70%以上。.研究结果为高效控制室内PM2.5污染，保护人民健康提供了理论依据。